无线信道特性分析

无线信道特性分析

_术题/ 专破 Newor e h ol y/ t kT c n og/ .

无线信道特性分析 文/国家广电总局节目传输中心韩晓哈∥

摘要：本文对无线信道中的大尺度衰落、小尺度衰落等特性和多径信

道建模进行了分析和介绍，有利于从事无线通信研究工作的人员进行 信道分析和仿真研究 .

关键词：无线信道衰落特性

多信道建模径

1前言 各类信号从发射端发送出去以后，

时，接收信号功率的平均值基本保持不率与距离的关系通常用下式表示： 变，但当它们的相对位置的改变远超过 1 (· 24)

在到达接收端之前经历的所有路径，统上述范围时，接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。大尺度衰落正是称为信道。其中，如果传输的是无线信

其中： 2称为路径损耗系数， a≥, 一

般可取为34 -。

除了路径损耗，大尺度衰落还包括号，则电磁波所经历的路径，我们称之用来描述接收机和发射机之间的距离有大尺度变化时，接收信号平均功率值的阴影衰落。阴影衰落使得实际的损耗成 为无线信道。 化规律。 为一个随机变量，由式 ( - ) 21求出的 信号从发射天线到接收天线的传输变在自由空间传播条件下，接收机接是与发射机的距离为的平均路径损 过程中，会经历各种复杂的传播路径， 包括直射路径、反射路径、衍射路径、收的平均功率可由下式给出： 散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有耗，一般认为实际的损耗服从对数正态 分布。

i【, 2】 f g (1= ) r - g 其中： J P是发射功率； 是发射天线增益； 乐是接收天线增益； 五电波波长：是

综合考虑路径损耗和阴影衰落，大 尺度衰落下路径损耗可以表示为： P (B= Ld )常+0l d 1ao+ g【- 25)

用信号会受到各种噪声的污染，包括加 性噪声 (如高斯白噪声 )、乘性噪声的 污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的 等的阻挡而弓起信号功率的衰减，这种 l 衰减还会由于移动台的运动和信道环境

其中：

表示由阴影衰落引起的

是发射机与接收机之间的距离。

路径损耗 ( B) d,是一个正态分布的随

,方差为0, -

在大 2将式(-)以d为单位的路径机变量，均值为0 21代人 B 多数的经验公式中，标准差 可以取传输损耗，还会受到由于建筑物、地形损耗公式。可得出：

瓦 )I[:,2l 2g G 4. 2 B (=o￣ 3+1+1—— 1 d船一o l2 0f0d, i 4 o o g 5 (- 22)

的改变出现随机的变化。

其中：厂为电磁波频率；

3小尺度衰落 无线信道的小尺度衰落是无线通 信环境的重要衰落特征，包括因多径效

下面将对无线信道中的大尺度衰 等进行分析和论述，希望能对从事无线通信研究工作的人员提供帮助。

G口r G分别为发射和接收天线增益

落、小尺度衰落等特性和多径信道建模 I B) d。

由式 (— ) 21可以看出，自由空间应而引起的衰落和信道时变性引起的衰 中，接收信号的功率与距离的平方成反落。其中，由于反射、散射等影响，使 比，即：

得实际到达接收机的信号是发射信号经 (— 23)

2大尺度衰落 通常情况下，当接收机和发射机

过多条传播路径后信号分量叠加而成，

信道的时变性是指在实际的移动环境中，传输损耗要被称之为多径效应； 信道的传递函数是随时间而变化的，即 之间的相对位置在11 m的范围内变化比自由空间中的大许多， -0 接收信号的功

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